Ответ #1:
Когда мы подключаем цепь, содержащую катушку, к источнику тока, то в ней не мгновенно устанавливается значение тока. Из-за явления самоиндукции ток нарастает постепенно. Точно также, при отключении источника ток в ней затухает постепенно. Это говорит о том, что в катушке при ее подключении к источнику накапливается энергия, которая затем, при отключении источника, высвобождается. Эта энергия называется магнитной энергией тока.
Магнитная энергия тока или энергия магнитного поля тока равняется половине произведения индуктивности контура на квадрат силы тока:
Плотностью энергии магнитного поля называется величина, равная энергии единичного объема поля:
Плотность энергии магнитного поля можно выразить через индукцию поля:
Пример-задача
Электрическая цепь состоит из источника питания с ЭДС 12 В, сопротивления 8 Ом и катушки индуктивностью 0,2 Гн. Какое количество теплоты выделится на сопротивлении после отключения источника тока? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Дано: ε = 12 В, R = 8 Ом, L = 0,2 Гн
Найти:
Решение:
Ток, текущий в цепи до отключения, по закону Ома равен
Энергия, запасенная в катушке:
После отключения источника вся энергия, запасенная в катушке, постепенно перейдет в теплоту, выделившуюся на сопротивлении:
Ответ: 0,225 Дж.